异步电动机矢量模型的Matlab软件仿真及其应用

摘
要： 利用 Ｍａａቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｉ ｕ ｎ ｔ ｂＳｍ ｌ ｋ制作 了异步 电动机矢量控制仿 真中所需 的三 个转子磁链计算 模型及异步 电动机 ｌ ｉ
矢量模 型 ， 探讨了这些模 型的实际使用 问题 。为方便教学和学生实验使用 ， 还对这些模型进行 了封装。 关键词 ： 转子磁链计算模 型； 异步电动机矢量模 型 ； ｔｂ Ｓｍ ｌ ｋ Ｍａａ ；ｉｕｉ ｌ ｎ 中图分类号 ： Ｍ３ ３ Ｔ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： ０ １ ４—７ １ （０ ８ ０ － ０ １— ４ ０ ０ ８ ２ ０ ） １ ０ ３ ０
０前
言
目前对 异 步 电动 机 控制 系 统进 行 仿真 时 ， 用 所
为此 ， 利用 Ｍａ ａ ｉ ｕｉｋ制 作 了异 步 电动 机 ｔ ｂ Ｓｍ ｌ ｌ ｎ 矢 量控 制仿 真 中所 需 的三个转 子磁链 计算模 型及 异
步 电动机 矢量 模 型 ， 供教 学 和 做仿 真 时 使用 。在 可
（ ａｊ ｇＩｓｔｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ａｊ ｇ １ ７ Ｃ ｉａ Ｎ ｎｉ ｎｔｕｅ ｆ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｎ ｎｉ １ ， ｈｎ ） ｎ ｉ Ｔ ｏ ｎ ２ １６
Ａｂｓｒ ｔ： ｅ ｖ ｃｏ ｄ ｌ ｎ ｏｖｎｇ ｔ ｅ ｏｏ ｕｘ ｌｎ ａ ｅ ａ ｃ ａ ｉｎ ｍｏ ｅｓ ｏ ｎ ｕｃｉｎ ｍｏ ｏ ｓｗｅ ｅ ｂｕｌ ｔ ｔ ａｃ Ｔｈ ｅ ｔｒｍｏ ｅ ｓｉ ｖ ｌｉ ｈｒｅ ｒ ｔｒｆ ｉ ｋ ｇ ｓ ｃ ｌｕｌｔｏ ｄ ｌ ｆｉｄ ｔｏ ｔｒ ｒ ｉｔｗｉｈ ｌ Ｍ ａｌｂ／ ｍｕｌｎ Ｔｈ ｓ ｄｅｓｗｅｅ ｎｅ ｄｅ ｏ ｅ ｔｒｃ ｎｔｏ ｙ ｔ ｔａ Ｓｉ ｉ ｋ． ｅ ｅ ｍｏ ｌ ｒ ｅ ｄ ｆｒｖ ｃｏ ｏ ｒ ｌｓ ｓｅｍ ｉ ａ ｉｎ ｏ ｎ ｕｃｉｎ ｍｏｏ ｓ Ｉ ｄ ｔ ｎ，ｈ ｒ ｃ ｓｍｕｌｔｏ ｆｉ ｄ ｔ ｔｒ ． ｎ ａ ｄｉｏ ｔ ｅ ｐ ａ — ｏ ｉ ｔｃ ｐ ｉａｔ ｎ ｐ ｏ ｌ ｍｓａ ｕｔｔｅ ｍｏ ｅ ｓｗｅｅ ｄｉｃ ｓ ｄ， ｎｄ ｔ ｅ ｍｏ ｌ ｒｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｅ ｃ ｆｕ ｉｇ ｔ ｅ ｏ ｅ ｃ ｎ ｉａ ａ ｐｌｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ｂｏ ｈ ｄ ｌ ｒ ｓ ｕｓ ｅ ａ ｈ ｄｅｓ ｆ ｈ ｏ ｖ ｎｉｎ ｅ ｏ ｓｎ ｈ ｍ ｎ ｔａ ｈｉｇ ｌ ｏ ｏ ａ ｄ ｍａ ｉ ｇ ｅ ｐ ｒｍｅ ｓ ｗｅ ｅ ｍａ ｋｅ ｎ ｋ ｎ ｘ ｅｉ ｎｔ ｒ ｓ ｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ：ｏ ｏ ｕｘ ｌｎ ａ ｅ ａｃ ａ ｉｎ ｍｏ ｌ ｖ ｃｏ ｄ ｌ ｆｉｄｕ ｔｏ ｔ ｒ ； ｔａ ／Ｓ ｍｕ ｉｋ ｄｓ ｒ ｔｒｆ ｉ ｋ ｇ ｓｃ ｌｕｌｔｏ ｄｅｓ； ｅ ｔｒｍｏ ｅ ｓｏ ｎ ｃ ｉｎ ｍｏ ｏ Ｍａ ｌｂ ｉ ｌｎ ｌ ｓ
的异步 电动机 模块取 自 Ｍ ｔ ｂＳ ｌ ｋ库 中的异 步 ａｌ ｉ ｉ ａ ｍｕ ｎ
电动机模块 ， 图 １ 示 。异步 电动机 模块 ， 如 所 其拆 封 后 的 内部 结构 如 图 ２所示 。从 图 ２人 们看不 出基 于
电机理论 的异 步 电动 机模块 内在结构 。无论 是 对于
ｊ 嚣
图 １ 异 步 电动 机 模 块
了不 同的简化分 析方 法 ， 量变换 法便 是其 中一种 。 的 矢
图 ２ 异 步 电动 机 模 块 拆 封 后 的 内部 结 构
矢量变换法的目的是模仿直流电 机的控制机理， 来 麦 对异步电动机进行控制。其基本思想是： 首先进行 苛 坐标变换， 包括三相静止 一 二相静止变换（ — 变 祥 ３ ２ 换）即三相交流电流ｉ ｉ 。 ， ｉ变换成二相静止坐标 ； 、 咨 系上的 交流电流 ｉｉ 二相静止 一 ８ 、； 二相旋转变换（ ｉ ２ 罂 ２ 变换）即二相静止坐标系上的交流电流 ｉ ； ， 应
输 入定子 电流 及异 步 电动机 参 数 的情 况 下 ， 以得 可 到各 物理 量 的输 出波 形 ， 教 材 中抽 象 的微 分方 程 将 转 变成直 观 的物理 量 的输 出波 形 ， 获得 更 好 的教 会 学 效果 。这些 模型还 可 以用来研 究异 步 电动 机 的过 渡 过程 ， 也可 以用来 构建各 种控 制系 统 。最后 ， 为防
用
异
１异 步 电动 机 矢 量 模 型 方 程
ｊ
异 步 电动机 ｐ ｕ单 元
异 步 电动 机 ｓ 单 元 ｌ
按照异步电动机的实际物理模型所建立的动态 ； 数学模型是一个高阶、 非线性、 强耦合的系统。直接 ！
分析 和计 算这样 的方程 组 是 十 分不 便 的 ， 们研 究 人 ｉ
Ｓ ｍ ｕｌ ｔｏ ｉｈ Ｍ ａ ｌ ｂ／ ｍ ｕｌ ｄ Ａ ｐ ｉａ ｉ ｆＶｅ ｔ ｒ Ｍ ｏ ｌ ｆ Ｉ ｄｕ ｔｏ ｏ ｏｒ ｉ ａｉｎ ｗ ｔ ｔａ Ｓｉ ｉ ａｎ ｐｌｃ ｔｏｎ ｏ ｃ ｏ ｎｋ ｄｅｓ ｏ ｎ ｃ ｉ ｎ Ｍ ｔ ｓ Ｌｌ Ｌ ｎ ｉ ＣＨＥＮ ｎ Ｇａ ｇ
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异 步 电动机 矢量 模 型 的 Ｍａｌｂ软 件 仿真 及 其应 用 ｔ ａ
林 琳 ， 陈 刚
（ 京 工程 学 院 ， 苏 南 京 ２ １６ ） 南 江 １ １７
研 究还是 对于 教学 来 说 ， 是 十 分 不便 的。学 生 无 都
法将 教 材上 的异步 电动机 控制 理论 同所用模 块结 合 起来 ， 而对 于研 究 者 ， 则无 法 选 择 、 整 模块 结 构 及 调 参 数值 。
止使用过程中对这些模块进行误修改 ， 对这些模块 进 行 了封 装 ， 添 加 了相 应 的 说 明 ， 并 以方 便 实 际使